Нормализация и денормализация данных Цели В этом разделе

Нормализация и денормализация данных Цели В этом разделе Вы будете изучать: • • • ©NIIT Восходящий и нисходящий методы проектирования Избыточность данных Первые, вторые и третие нормальные формы Нормальные формы Бойса - Кодда (BCNF) Понятие о необходимости денормализации Нормализация и денормализация данных Урок 2 B / Слайд 1 из 18

Нормализация и денормализация данных СРС 1 1. 2. Для ситуации, в которой студент может работать только с одним проектом, и никакой другой студент не может работать над этим же проектом, связь между студентом и проектом называется______. a. Один-к-одному b. Один-к-многим c. Многие-к-одному d. Многие-К-многим Какое из следующих утверждений истинно? a. Первичный ключ супертипа является первичным ключом подтипа. b. Внешний ключ супертипа является первичным ключом подтипа. 1. Первичный ключ супертипа является внешним ключом подтипа. 2. Внешний ключ супертипа является внешним ключом подтипа. ©NIIT Нормализация и денормализация данных Урок 2 B / Слайд 2 из 18

Нормализация и денормализация данных СРС 1 (продолжение. . ) 3. 4. 5. Ключ, который может быть, но не является первичным ключом, называется a(n) ______ ключом. a. Возможный ключ b. Внешний ключ c. Альтернативный ключ d. Составной ключ Какие проблемы возникнут, если разрешить значения NULL для первичного ключа? a. Затруднится уникальная идентификация строк. b. Затруднится уникальная идентификация столбцов. c. Затруднится объединение таблиц. d. Затруднится определение внешнего ключа. В ______ каждая сущность более высокого уровня должна быть сущностью низкого уровня. 3. Обобщение 4. Схема С/С 5. Конкретизация 6. Связь «многие-к-многим» ©NIIT Нормализация и денормализация данных Урок 2 B / Слайд 3 из 18

Нормализация и денормализация данных Нисходящий и восходящий подход • • • ©NIIT Существует два подхода к логическому проектированию базы данных: • Нисходящий подход • Восходящий подход Методика С/С моделирования является нисходящим подходом. Она включает определение сущностей, связей и атрибутов, вычерчивание схемы С/С и отображение схемы в. Нормализация является подходом снизу вверх. Это пошаговое разложение сложных записей на простые. Нормализация понижает избыточность, используя принцип расщепления. Расщепление представляет собой преобразование таблицы в таблицы меньшего размера без потери информации. Нисходящее приближение наилучшим образом подходит для тестирования существующих разработок. Нормализация и денормализация данных Урок 2 B / Слайд 4 из 18

Нормализация и денормализация данных Избыточность данных • • ©NIIT Избыточность данных означает их повторяемость. Избыточность увеличивает время, затрачиваемое на обновление, добавление и удаление данных. Избыточность также повышает использование дискового пространства, и, как следствие, увеличивает число обращений к диску. Следствием избыточности могут быть: • Аномалии обновления — вставка, замена и удаление данных могут вызвать ошибки. • Противоречивость — вероятность появления ошибок возрастает при записи повторяющихся фактов. • Неоправданный расход дискового пространства. Нормализация и денормализация данных Урок 2 B / Слайд 5 из 18

Нормализация и денормализация данных Необходимость нормализации • • ©NIIT Нормализация является научным методом расщепления сложных табличных структур на простые по определенным правилам. Пользуясь нормализацией, Вы можете понизить избыточность в таблице, устранить проблемы противоречивости и неоправданного расходования пространства на диске. Нормализация обеспечивает отсутствие потерь информации. Нормализация дает ряд преимуществ: • Ускоряет сортировку и создание индексов. • Помогает создавать групповые индексы. • Требует меньше индексов на каждую таблицу. • Понижает количество значений NULL в таблице. • Делает базу данных компактной. Нормализация и денормализация данных Урок 2 B / Слайд 6 из 18

Нормализация и денормализация данных Необходимость нормализации (продолжение) • • ©NIIT Производительность приложения прямо связана с тем, как спроектирована база. Для того, чтобы обеспечить качество проектирования, следует придерживаться некоторых правил : • Каждая таблица должна иметь идентификатор. • В каждой таблице должны храниться данные для одного типа сущности. • Следует избегать столбцов, принимающих значения NULL. • Следует избегать повторяющихся значений или столбцов. Нормализация и денормализация данных Урок 2 B / Слайд 7 из 18

Нормализация и денормализация данных Нормальные формы • • ©NIIT Нормализация состоит в создании таблиц, удовлетворяющих установленным правилам и представляющих определенные нормальные формы. Нормальные формы применяют для того, чтобы предотвратить проникновение в базу данных каких-либо аномалий и противоречий. Табличная структура всегда находится в определенной нормальной форме. Наиболее важными и широко используемыми нормальными формами являются : • Первая нормальная форма (1 NF) • Вторая нормальная форма (2 NF) • Третья нормальная форма (3 NF) • Нормальная форма Бойса-Кодда (BCNF) Нормализация и денормализация данных Урок 2 B / Слайд 8 из 18

Нормализация и денормализация данных Функциональная зависимость • • • ©NIIT Теория нормализации базируется на фундаментальном понятии функциональной зависимости. В отношении R атрибут A является функционально зависимым от атрибута B, если каждое значение A в R ассоциируется только с одним значением B. Атрибут B называется детерминантом. Все атрибуты в таблице должны быть функционально зависимыми от ключа. Однако, атрибут не должен быть ключом для того, чтобы функционально определять другие атрибуты. Функциональной зависимости можно дать и такое определение: В данном отношении R атрибут A функционально зависит от B, если для согласования двух кортежей, принадлежащих R, по их значениям B, они должны быть согласованы по значению A. Функциональными зависимостями представлены связи "многиек-одному". Нормализация и денормализация данных Урок 2 B / Слайд 9 из 18

Нормализация и денормализация данных Первая нормальная форма (1 NF) • ©NIIT Таблица находится в 1 NF, если каждая ячейка таблицы одно определенное значение. Нормализация и денормализация данных Урок 2 B / Слайд 10 из 18

Нормализация и денормализация данных Вторая нормальная форма (2 NF) • • ©NIIT Таблица находится в 2 NF, когда она в 1 NF и каждый атрибут в строке функционально зависит от ключа в целом, а не только от его составной части. Указания по преобразованию таблицы в 2 NF: • Найдите и удалите атрибуты, которые функционально зависят лишь от части ключа, а не от ключа в целом. Поместите их в отдельную таблицу. • Сгруппируйте оставшиеся атрибуты. Нормализация и денормализация данных Урок 2 B / Слайд 11 из 18

Нормализация и денормализация данных Третья нормальная форма (3 NF) • • ©NIIT Таблица находится в 3 NF, если она в 2 NF и каждый атрибут, не являющийся ключом, функционально зависит только от первичного ключа. Указания по преобразованию таблицы в 3 NF: • Найдите и удалите не ключевые атрибуты, которые функционально зависят от атрибутов, не являющихся первичным ключом. Поместите их в отдельную таблицу. • Сгруппируйте оставшиеся атрибуты. Нормализация и денормализация данных Урок 2 B / Слайд 12 из 18

Нормализация и денормализация данных Нормальная форма Бойса-Кодда (BCNF) • • ©NIIT Основное определение 3 NF становится неадекватным и неприемлемым для таблиц: • Имеющих множественные возможные ключи. • Имеющих составные возможные ключи. • Имеющих перекрывающиеся возможные ключи. Для нормализации таблицы при указанных условиях была предложена нормальная форма Бойса-Кодда (BCNF). Отношение находится в BCNF тогда и только тогда, когда каждый детерминант является возможным ключом. Указания по преобразованию таблицы в BCNF: • Найдите и удалите перекрывающиеся возможные ключи. Поместите часть возможного ключа и атрибут, от которого он функционально зависит, в отдельную таблицу. • Сгруппируйте оставшиеся элементы в таблицу. Нормализация и денормализация данных Урок 2 B / Слайд 13 из 18

Нормализация и денормализация данных Денормализация • • • ©NIIT Преднамеренный ввод избыточности в таблицу с целью повышения производительности запросов называется денормализацией. Решение осуществить денормализацию является компромиссом между производительностью и непротиворечивостью данных. Денормализация увеличивает используемое пространство на диске. Нормализация и денормализация данных Урок 2 B / Слайд 14 из 18

Нормализация и денормализация данных Выводы На этом занятии Вы узнали, что: • Имеется два подхода к логическому проектированию базы данных: • Подход "сверху вниз" • Подход "снизу вверх" • Методика С/С моделирования является подходом "сверху вниз", а нормализация - подходом "снизу вверх". • Нормализация используется для упрощения табличных структур. • Нормализация состоит в оформлении таблиц в соответствии с заданными условиями в виде определенных нормальных форм. • Табличная структура всегда находится в определенной нормальной форме. ©NIIT Нормализация и денормализация данных Урок 2 B / Слайд 15 из 18

Нормализация и денормализация данных Выводы (продолжение. . ) • • • ©NIIT Наиболее важными и широко используемыми нормальными формами являются: • Первая нормальная форма (1 NF) • Вторая нормальная форма (2 NF) • Третья нормальная форма (3 NF) • Нормальная форма Бойса-Кодда (BCNF) Теория нормализации основана на фундаментальном понятии о функциональной зависимости. Функциональными зависимостями представлены связи "многие-к-многим". Таблица находится в 1 NF, если каждая ячейка таблицы содержит только одно значение. Таблица находится в 2 NF, если она в 1 NF и каждый атрибут в строке зависит от всего ключа, а не от его части. Таблица находится в 3 NF, если она в 2 NF и каждый не ключевой атрибут функционально зависит только от первичного ключа. Нормализация и денормализация данных Урок 2 B / Слайд 16 из 18

Нормализация и денормализация данных Выводы (продолжение. . ) • • • ©NIIT Основное определение 3 NF становится неадекватным и не подходит для таблиц, у которых: • Имеются множественные возможные ключи. • Возможные ключи являются составными. • Возможные ключи перекрываются. Отношение находится в нормальной форме Бойса-Кодда (BCNF) тогда и только тогда, когда каждый детерминант является возможным ключом. Преднамеренный ввод избыточности в таблицу для повышения производительности запросов называется денормализацией. Денормализация является компромиссом между производительностью и непротиворечивостью данных. Денормализация увеличивает используемое пространство на диске. Нормализация и денормализация данных Урок 2 B / Слайд 17 из 18